Cómo mejorar el rendimiento de llenado de los sacos
Cómo mejorar el rendimiento de llenado de los sacos
CÓMO INFLUYE LA POROSIDAD DEL PAPEL DEL SACO EN EL RENDIMIENTO DE LLENADO
Los resultados del estudio nos muestran como podemos optimizar el proceso de llenado de los sacos, mejorando el rendimiento y el grado de limpieza
En la industria de la fabricación y el procesamiento de materiales en polvo o a granel se utilizan todo tipo de sacos en función de los requisitos y las necesidades concretas de cada usuario final. Sin embargo, el saco de papel más utilizado por su versatilidad sigue siendo hoy día, el saco de válvula.
En los últimos años los sistemas de ensacado se han desarrollado continuamente para satisfacer las crecientes demandas en lo que a rendimiento, precisión en peso y limpieza se refiere. En la actualidad, los sistemas de ensacado ofrecen la posibilidad de adaptar los sacos según el producto que se quiera envasar, usando diferentes tecnologías. La interacción entre el producto, el sistema de ensacado y el saco está siendo investigada científicamente.
HAVER & BOECKER, conjuntamente con el fabricante de papel Sueco, BillerudKorsnäs, están investigando desde sus respectivos centros de investigación y desarrollo la interacción entre estos tres elementos, producto, máquina y saco. Los especialistas de ambas compañías han llevado a cabo un estudio científico con un enfoque especial en los efectos que tiene la porosidad del papel del saco sobre la velocidad de llenado. A continuación resumimos los métodos, ensayos y resultados de este estudio.
1 Descripción del estudio: en este capítulo se describe cómo fue realizado el estudio con respecto a los productos y tipos de sacos probados, y como fue medido el rendimiento.
1.1 Los ensayos: se llevaron a cabo con dos tipos de cemento, cemento estándar y cemento fino.
Además de estas características, el llenado se ve afectado también por otras propiedades tales como la humedad, la fluidez, la ventilación, la composición del polvo y su comportamiento de compactación. Para realizar estos análisis HAVER & BOECKER ha desarrollado instrumentos de laboratorio capaces de medir todas estas propiedades. Los resultados obtenidos permiten determinar el sistema de llenado más económico para cada cliente.
1.2 Tipos de sacos: para reducir los parámetros se usó el mismo tipo de saco con ambos cementos, en lo que a forma y tamaño se refiere. Para la prueba se utilizaron 1.200 sacos de tres clases diferentes de porosidad. La permeabilidad del saco es uno de los factores que más influyen en el rendimiento, cuanto más rápido se escape el aire más eficaz es la velocidad de ensacado.
1.3 Medición del rendimiento de envasado: en todo saco hay que tener en cuenta diferentes
propiedades tales como la resistencia del papel, la capacidad de ventilación, el llenado, las propiedades de barrera, la capacidad de impresión y la apariencia. Este estudio se centra en la velocidad de llenado por lo cual las pruebas acerca de la ventilación y la capacidad de llenado son descritas en detalle a continuación.
1.3.1 Prueba de Gurley: es la prueba para describir la porosidad del papel. Un densímetro Gurley mide el tiempo, en segundos, que necesita 100 ml de aire para penetrar una superficie específica de papel a una diferencia de presión dada, bajo la condición de que la presión actúe sobre hojas de papel de una sola capa.
1.3.2 Haver Big Gurley®: con el dispositivo de prueba Haver Big Gurley® la permeabilidad al aire del material de ensacado se mide y evalúa. Este instrumento de prueba proporciona información acerca de la porosidad y la permeabilidad al aire de la pared del saco, y no sólo del papel limpio o sin usar, sino también del papel contaminado. Con esto se comprueba el efecto del producto en el papel durante el proceso de llenado. Las partículas finas de los productos pueden reducir la permeabilidad debido a la obstrucción de los orificios entre las fibras. La permeabilidad depende de muchos factores, tales como el tamaño de partícula, el contenido de humedad, la temperatura, etc. Con este instrumento podemos comprobar el comportamiento de toda la estructura de pared del saco.
Los resultados muestran la enorme influencia en la permeabilidad con papel limpio y contaminado (con el producto después del llenado). Durante estas pruebas la permeabilidad se redujo al 10 -15%. Variando el tipo de producto y de papel, la permeabilidad puede ser reducida hasta un 90%. Este valor se basa en datos empíricos que han sido medidos en muchos experimentos y pruebas realizadas por clientes.
1.3.3 Haver Airflow Tester®: con el dispositivo Haver Airflow Tester® se determina la permeabilidad del aire del saco entero incluyendo todas las capas de papel y de plástico y las áreas selladas. Los datos contienen información importante sobre el comportamiento de llenado. Al incluir todos los componentes de los sacos, especialmente las zonas selladas, podemos determinar una evolución global. Este instrumento es actualmente en todo el mundo un estándar general para la descripción de la permeabilidad de sacos.
La permeabilidad tiene un efecto directo sobre el rendimiento de llenado, la limpieza y la exactitud del peso. Gracias a años de experiencia en procesos de llenado se pueden dar recomendaciones acerca de las clases de permeabilidad que se requieren para diversos tipos de materiales a ser llenados.
1.3.4 Pruebas de llenado: los experimentos de llenado con cemento se llevan a cabo con una ensacadora de turbina vertical, que es el sistema habitual y más eficiente para el llenado de productos en polvo como el cemento. El llenado de productos que tienden a aglutinarse y plastificarse, como es el caso por ejemplo de E-PVC se lleva a cabo con una ensacadora neumática. En general, todos los tipos de productos pueden ser llenados con una ensacadora neumática. Debido a la fluidificación durante el llenado, con una ensacadora neumática la cantidad de aire comprimido es mucho más alta, por lo tanto se requieren generalmente sacos más permeables.
Los siguientes valores fueron registrados durante todos los experimentos con el fin de poder comparar los resultados:
– Tiempo de llenado (curva azul para el material grueso)
– Peso del saco 8curva roja, flujo de masa en kg/s)
– La presión el saco (curva verde)
Como regla general, una mayor permeabilidad del saco vacío aumenta el rendimiento de llenado. Diversas construcciones de sacos como el 5+5 segundos Gurley de papel QuickFill® de BillerudKorsnäs en comparación con el 15+15 segundos Gurley, como en este ejemplo, resultan en un tiempo de llenado 20% más rápido y 50% menos de presión interna dentro del saco .
3 Comparación de los resultados: la tabla 2 muestra que la diferente permeabilidad de los sacos vacíos tiene un efecto sobre el tiempo de llenado. La mayor presión en el saco durante el llenado explica que con papel de una permeabilidad más baja, aumenta el riesgo de rotura del saco. La perforación es de manera negativa en los siguientes aspectos: los dispositivos mecánicos, el medio ambiente, las condiciones laborales, la durabilidad y el aspecto de los sacos una vez llenados.
4 Conclusión: la evaluación de las pruebas y los resultados del estudio muestran que el proceso de llenado puede ser optimizado de modo que se consiga una mejora en el tiempo de llenado y el grado de limpieza. Las propiedades del papel y la construcción del saco tienen un efecto significativo sobre la velocidad de llenado y por lo tanto en el rendimiento global. La selección de la calidad del papel correcta y el número de capas de papel en combinación con agujas u otras tecnologías de barrera o reventilación requiere conocimiento técnico y posibilidades de análisis con el fin de aclarar las interacciones para posteriormente y en base a este conocimiento optimizar el sistema de llenado.
